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高速列车车内压力保护装置在隧道压力波下的适应性研究
| 论文题名： | 高速列车车内压力保护装置在隧道压力波下的适应性研究 |
| 关键词： | 高速列车;铁路隧道;车内压力波;压力保护装置;乘坐舒适性 |
| 摘要： | 列车高速化是世界各国铁路技术发展的共同趋势，是社会经济不断发展的必然结果之一，快捷、安全和舒适是当今国内外高速铁路的主要发展目标。与低速时相比，列车高速通过隧道及在隧道内交会可引起显著的空气动力学现象，导致高速列车车外压力剧烈波动。由于列车存在缝隙，不可能做到完全密封，车外压力的剧烈波动会通过列车空调系统的进、排风口及缝隙等传入车内，引起车内压力波动，给司乘人员带来耳胀、耳鼓膜疼痛等耳感不适现象，严重影响司乘人员的身心健康和乘坐舒适性。如何降低或减缓车外压力波对车内压力的影响已成为世界各国高速铁路发展必须要解决的一个问题。目前，降低车内压力变化广泛采用的压力保护装置主要包括截止阀被动式、连续换气主动式和主被动结合的混合式三种，其工作机理并不相同，有必要开展车内压力保护装置适应性研究。本文主要基于主动和被动两种压力保护方式开展车内压力变化特性研究。 本文根据一定的假设条件，采用一维可压缩非定常不等熵流动模型及特征线法，计算列车车外压力波动，通过与国外文献试验和计算结果对比，表明本文计算结果和文献试验与计算结果吻合较好，从而说明了本文计算方法的正确性。在此基础上，在列车采用压力保护方式下，建立了车内压力解耦算法并编写了程序，通过与国内外文献的试验及计算结果进行对比，验证了本文方法及程序是合理的、正确可行的。 本文基于解耦算法计算车内压力，得到了车内压力变化的基本特性，并根据国内压力舒适性标准探讨车内压力舒适度。研究结果表明，高速列车采用两种压力保护方式下，通过我国某设计时速为350公里、隧道断面积为100m2的典型线路时，以不同速度通过不同长度的隧道，或在隧道内等速交会时，在气密指数为12s和高静压风机下，车内每3s最大压力变化率均满足国内压力舒适性标准。这就说明高速列车在两种压力保护方式下，能够抑制车外压力波动对车内压力变化的影响，保证了列车乘坐舒适性。 本文开展车外压力波动引起车内压力变化造成司乘人员耳感不适及乘坐舒适性问题的研究，建立了由车外压力计算车内压力的解耦算法。本文的方法可用于预测采用压力保护阀或高静压风机技术的高速列车的车内压力，从而为研究车内压力变化特性提供一种可行的方法。 |
| 作者： | 罗禄林 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 许建林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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